L'Effet de Marée
1Introduction
2Le principe lui-même
3Les hauts et les bas des océans
4Les ondes de la marée
5Les marées de vive-eau et de morte-eau
6Types de marées
7Démonstration mathématique de l'effet de marée
8La météo
9Les appareils
10Conclusion et références

Karine Aubertin

Le principe lui-même


En premier lieu, l'attraction de la Lune déforme la Terre en lui donnant une forme d'allure ovale. Elle produit deux renflements opposés sur la surface de la Terre qu'il est possible de déterminer en observant les marées. Le premier des deux renflements ainsi créé est situé sous la Lune soit sur la surface de la Terre directement exposée à la Lune. Il est le résultat de la force gravitationnelle exercée par la Lune sur la surface terrestre. Le second renflement se trouve sur la surface de la Terre à l'opposé du premier. Sa présence est due à la force d'inertie, qui sera expliquée plus loin.

Avant de poursuivre plus spécifiquement sur l'effet de marée, il est important de définir ce qu'est l'effet net des forces exercées dans une situation comme celle-ci. D'abord, je limiterai mes propos aux masses d'eaux. Ainsi, l'effet net sur un corps d'eau dépend de la différence entre l'attraction de la Lune sur ce corps et son attraction moyenne sur l'ensemble de la planète. La masse d'eau située sous la Lune tend à s'élever et à produire un renflement parce qu'il est plus attiré que la moyenne. Au contraire, la masse d'eau située de l'autre côté de la Terre est moins attirée en raison de son éloignement de la Lune. Cependant, ceci n'explique qu'en partie la présence d'un second renflement. Il est surtout explicable par le fait que la Terre est continuellement en train de tomber vers la Lune.

L'inertie ou l'idée que la Terre soit constamment en train de tomber vers la Lune, provient du fait que la Terre et la Lune tournent autour d'un centre de masse commun. Il en est de même pour tout système d'étoiles doubles. Bien qu'on ait l'impression que la Lune gravite autour du centre de la Terre, ce n'est pas exactement ce qu'il se produit. La Lune tourne plutôt autour du centre de masse Terre-Lune qui se situe à l'intérieur de la Terre à 4600 km de son centre. Toutes les parties de la Terre entraînées dans un mouvement de rotation ayant la même période que la Lune, tournent autour de ce point. Par conséquent, à tout moment, une partie de la Terre diamétralement opposée à la Lune l'est aussi de ce centre de masse. Par ce mécanisme, cette partie de la Terre se trouve à retomber vers le centre de masse du système alors qu'elle est remplacée par une autre. Pendant ce temps, la Lune poursuit sa course autour de la Terre.

L'effet de marée est donc le résultat de l'attraction différentielle qu'exerce la Lune sur l'ensemble de la surface de la Terre. Pendant 24 heures, soit la durée de la rotation de la Terre, on peut observer deux zones de renflement que l'on appelle marées. L'un des deux renflements devrait se trouver directement sous la Lune mais ce n'est pas la cas. En effet, dans sa rotation la Terre emporte la marée vers l'est. Du même coup, le deuxième renflement aussi est affecté par la rotation de la Terre.

Toutefois, les marées subissent un décalage horaire parce qu'elles sont régies par le cycle lunaire qui est d'environ 24h50min. Ce qui signifie qu'un observateur ne retrouvera pas la Lune au même endroit après 24 heures parce que la Lune aura progressé sur son orbite dans le sens de la rotation de la Terre. Il devra attendre que la Terre ait tourné de 12.5 degrés sur elle-même ce qui équivaut à 50 minutes. Puisque la Lune tourne autour de la Terre en un mois synodique soit environ 29 jours, le 50 minutes représente aussi un vingt-neuvième de jour. Lorsque le cycle de 29 jours est terminé, la Lune se retrouve au même endroit par rapport au Soleil et les marées ont de nouveau lieu à la même heure.

Le Soleil aussi produit un effet de marée sur la Terre. Bien qu'il soit beaucoup plus gros et massif que la Lune, son éloignement de la Terre diminue considérablement la force de la marée qu'il engendre. Effectivement, l'effet de marée n'équivaut qu'à 46% de celui de la Lune.

En deuxième lieu, l'effet de marée est responsable d'un phénomène que l'on peut observer à l'oeil nu par un beau soir de pleine Lune. En regardant bien la Lune pendant quelque temps, l'observateur s'aperçoit qu'elle montre toujours la même face à la Terre. En considérant le système solaire, on s'aperçoit que tous les corps célestes de petite taille présentent la même face aux planètes dont ils sont les satellites. Cette situation entre la planète et son satellite est la plus stable qui soit. Tout système planète-satellite tend vers cette situation. D'ailleurs, l'effet est réciproque. C'est-à-dire que le mécanisme tend aussi a stabilisé la Terre de façon à ce qu'elle présente toujours la même face à la Lune. Cependant, la stabilisation de l'alignement de la Terre par rapport à la Lune est beaucoup plus difficile parce que la Terre est beaucoup plus massive que la Lune. Il est donc plus difficile d'exercer une influence sur la Terre. Malgré tout, l'attraction de la Lune réussit quand même à ralentir la rotation de la Terre et du même coup augmenter la durée du jour. L'effet étant réciproque, la Lune aussi voit sa rotation ralentir et la durée de son mois augmenté. Le phénomène tend aussi à agrandir le rayon de son orbite. La Terre étant près de 80 fois plus massive que la Lune son influence sur la Lune est assez importante. L'attraction de la Terre sur la Lune produit également des renflements mais ils ne sont pas observables à l'oeil nu parce que la Lune montre toujours la même face.


Les hauts et les bas des océans